一文读懂什么是激光雷达

01激光雷达的定义

激光雷达的本质是一种以激光为辐射源的主动探测器，通过测距和测角来实现探测目的。激光雷达LiDAR（Light Detection and Ranging）是激光探测及测距系统的简称，另外也称 LADAR（Laser Detection and Ranging）。

在了解激光雷达之前，首先要清楚什么是激光，以及什么是雷达。

激光LASER（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）是原子受激辐射产生的光，故名激光。其英文全称描述了激光的主要制作过程：原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。被激发出来的光子束即为激光，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源，激光单色性、方向性好，亮度更高。

雷达是Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为“无线电探测和测距”，即用无线电发现目标并测定它们的空间位置。所以，广义的雷达是指利用电磁波探测目标的电子设备。

任何物体只要有温度，就能辐射电磁波，温度越高，波长越短。所以雷达所利用的电磁波可以来自探测目标也可以来自于自身。基于这个维度，雷达可分为主动探测雷达和被动探测雷达。

电磁波包含很多种类，按照频率从低到高的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。无线电波是电磁波的一种。频率大约为30,000,000KHz（30GHz）以下，或波长大于1mm的电磁波，由于它是由振荡电路的交变电流而产生的，可以通过天线发射和吸收故称之为无线电波。

探测方式的主被动以及探测源类型对雷达的性能有着至关重要的影响，甚至决定着其定义。了解了探测方式的主动被动以及探测源类型之后，我们对激光雷达的理解将更为透彻：激光雷达是以激光为探测源的主动探测器。

02激光雷达的发展

激光雷达是在光电辐射和电磁雷达的基础上发展起来的。1916年犹太裔物理学家爱因斯坦确定了电磁辐射和光电辐射的量子性，预言了激光的存在。1937年瓦特成功研制第一台机载电磁雷达。前者奠定了激光雷达发射和接收的技术基础，后者奠定了激光雷达整机装备整合的技术基础。

20世纪60年代，能量集中、高强度、窄波束的激光被制造出来，提高了雷达探测灵敏度及和作用距离。1961年，激光器出现不久，主动式的激光测距仪便诞生了。

近50年来，计算机和微电子技术的发展促进了激光辐射源的小型化、高效化。探测器和数据处理芯片结合，让雷达技能探测又能进行信号处理。

软件方面，数据库与多模传感器数据融合技术、人眼安全的高重复频率且低能量短脉冲激光技术等等的发展，让激光雷达在集成化、小型化、多功能化、可靠性方面取得了长足的进步。

小智整理了不同阶段激光雷达具备的特点：

随着人类步入信息化社会，光电子信息技术在人类生活中扮演的角色越来越重要，激光雷达的应用也越来越广泛。激光雷达的发展趋势，也从人控走向智能，大型走向微型，单一探测向多传感器融合发展。

03激光雷达的特性

硬件特性决定产品特性。激光雷达的探测源为激光，激光与其他波段的光有着不同的特性，且激光雷达的探测方式为主动式。因此，激光雷达的产品性能才具备了独特的特性。比如，相较于微波雷达，激光雷达辐射源的波长更短，波束更窄。相较于摄像头，激光雷达更少受环境光影响，可以全天候工作。

近年来，人工智能等技术、5G等技术的协同发展，激光雷达的应用也越来越广泛，激光雷达也随着自动驾驶的风口逐步从幕后走向台前，固态激光雷达、机械式激光雷达、转镜式激光雷达等不同种类的雷达相继出现在不同的应用场景中，便捷着人类的生活。锐驰智光也将不断自主创新，致力于为合作伙伴提供更好用的激光雷达。

审核编辑：汤梓红